Расчет системы отопления частного дома: формулы и примеры

Расчет отопления частного дома – одна из важных задач при его строительстве или капитальном ремонте. Делать это лучше на этапе планирования. Некоторую помощь в расчетах может оказать специальный онлайн-калькулятор. Существует немало калькуляторов для расчетов потребления топлива, мощности печи, системы вентиляции, сечения дымохода, производительности насосно-смесительного узла «теплого пола» и других. Однако следует учитывать, что все они показывают лишь приближенный результат, т.к. могут рассчитать только простейшие конфигурации. На самом деле при расчете отопления необходимо учитывать массу дополнительных нюансов. Это нужно сделать, чтобы правильно посчитать затраты на всю систему отопления и в будущем не страдать от холода в доме или наоборот его излишков, а следовательно и лишних затрат на топливо.

Выбирая котел для отопления дома, надо учесть все параметры: и отопительного оборудования и жилого дома

Расчет отопления в частном доме – что надо посчитать

Чтобы сделать расчет отопления частного дома, необходимо вычислить мощность отопительного котла, определиться с количеством и размещением радиаторов, учесть ряд факторов от погоды, до теплоизоляции и материала изготовления труб и котла.

Учитывайте, что от этого процесса будет зависеть комфортность проживания в доме, так как ваши расчеты будут непосредственно влиять на качество обогрева.

Кроме того, эти расчеты – основа заложенного бюджета на монтаж и дальнейшую эксплуатацию всей системы отопления. Именно на этом этапе придется решать, сколько денег вы будете в дальнейшем тратить на отопление своего дома.

Приступая к расчетам важно помнить о климатических условиях, в которых находится ваш регион и об условиях, в которых дом будет эксплуатироваться.

В нашем видео поговорим об отоплении в частном загородном доме. У нас в гостях автор и ведущий канала Тепло-Вода Владимир Сухоруков:

Система отопления – это не только печь и батареи. В нее входят:

• Отопительный котел,
• Насосная станция,
• Трубы,
• Радиаторы,
• Контрольные приборы,
• Иногда нужен расширительный бак.

Примерно так выглядит схема отопительной системы дома

Расчет мощности отопительных приборов

Перед тем как рассчитать мощность отопительного котла, следует определить, какой его тип будет использоваться. У отопительных котлов разный КПД и от этого выбора будет зависеть не только уровень теплоотдачи, но и финансовая составляющая последующей эксплуатации при выборе топлива:

• Электрокотлы,
• Газовые котлы,
• Котлы на твердом топливе,
• Котлы на жидком топливе,
• Комбинированный котел электричество/твердое топливо.

Когда сделан выбор типа котла, необходимо определиться с его пропускной способностью. Именно от этого будет зависеть функционирование всей системы. Вычисление мощности водонагревательного котла производят, учитывая количество теплоэнергии, требующегося на м3. Калькулятор может помочь посчитать объем отапливаемых комнат:

• спальня: 9 м2 3 м = 27 м3,
• спальня: 12 м2 3 м = 36 м3,
• спальня: 15 м2 3 м = 45 м3,
• гостиная: 25 м2 3 м = 75 м3,
• коридор: 6 м2 3 м = 18 м3,
• кухня: 12 м2 3 м = 36 м3,
• санузел: 8 м2 3 м = 24 м3.

При расчете учитываются все помещения дома, даже если в них не планируется ставить радиаторы На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу утепления домов. Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

Далее суммируются результаты, и получается общий объем дома – 261 м3. При подсчетах обязательно учитываются комнаты и переходы, в которых не планируется ставить приборы обогрева, например, коридор, кладовая, или прихожая. Это делается, чтобы тепла от установленных в доме радиаторов, хватило на отопление всего дома.

При расчетах системы отопления обязательно следует учитывать климатическую зону и температуру снаружи в зимний период.

Возьмем произвольный показатель для региона в 50 Вт/м3 и площадь дома 261 м3, которую планируется обогревать. Формула расчета мощности: 50 Вт 261 м3 = 13050 Вт. Результат умножается на коэффициент 1,2 и вычисляется мощность котла – 15,6 кВт. Коэффициент позволяет добавить 20% резервной мощности котлу. Она даст возможность котлу работать в сберегательном режиме, избегая особых перегрузок.

Дополнительные датчики температуры помогут контролировать процесс

Поправка коэффициента на климатические условия регионов меняется от 0,7 в южных регионах России, до 2,0 в северных регионах. Коэффициент 1,2 применяют в центральной части России.

• Вот еще одна формула, которой пользуются онлайн-калькуляторы:
• Чтобы получить предварительный результат требуемой мощности котла, можно площадь комнаты умножить на климатический коэффициент и, полученный результат, разделить на 10.
• Пример формулы расчета мощности отопительного котла для дома площадью 120 м2 в северном регионе России:
• Nk=120*2,0/10=24 кВт

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про то, что надо знать для отопления частного дома.

Какие трубы лучше для магистрали отопления

Мало знать, как рассчитать мощность котла, надо еще правильно выбрать трубы. Сейчас рынок предлагает несколько видов труб для отопления из разных материалов:

• полиэтилен,
• полипропилен (с армированием и без),
• стальные,
• медные,
• нержавеющие.

Трубы для отопления в доме можно взять разные, но важно сдать особенности выбранного вида

У каждого из этих видов свои нюансы, которые стоит учитывать при разработке и расчете отопления частного дома:

• Стальные трубы в использовании универсальны и выдерживают давление до 25 атмосфер, но обладают существенным недостатком – они ржавеют и имеют определенный срок эксплуатации. Кроме того, имеют сложности при монтаже.
• Трубы из полипропилена, композитного металлопластика и сшитого полиэтилена легко монтируются и, благодаря весу, их можно использовать на тонких стенах. Преимущество таких труб в том, что они не подвержены ржавчине, гниению и не реагируют на бактерии. Важный показатель – они не расширяются от тепла и не деформируются на морозе. Выдерживают постоянную температуру до 90 градусов и кратковременное повышение до 110 градусов Цельсия.
• Медные трубы отличает высокая цена и повышенная сложность при монтаже, но в прочности они конкурируют с пластиковыми трубами, не подвержены ржавчине и считаются лучшим вариантом. Кроме того, медь пластична, хорошо проводит тепло и держит температуру воды в трубах в пределах от –200 до 250 градусов Цельсия. Эта способность меди защитит систему от возможной разморозки, что очень важно в условиях Сибири и северных районов.

Если дом находится на севере страны, то медные трубы для системы отопления подойдут лучше всего Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про отопление частного дома электричеством.

Как рассчитать оптимальное количество и объемы теплообменников

При расчёте количества необходимых радиаторов, следует учитывать из какого материала они произведены. Рынок сейчас предлагает три вида металлических радиаторов:

• Чугун,
• Алюминий,
• Биметаллический сплав,

Все они имеют свои особенности. Чугун и алюминий имеют одинаковый показатель теплоотдачи, но при этом алюминий быстро остывает, а чугун медленно нагревается, но долго сохраняет тепло. Биметаллические радиаторы быстро нагреваются, но остывают значительнее медленнее алюминиевых.

При расчете количества радиаторов также следует учитывать и другие нюансы:

• теплоизоляция пола и стен помогает сохранить до 35% тепла,
• угловая комната прохладнее других и требует большего количества радиаторов,
• использование стеклопакетов на окнах сохраняет 15% теплоэнергии,
• через крышу «уходит» до 25% теплоэнергии.

Количество радиаторов отопления и секций в них зависит от многих факторов

В соответствии с нормами СНиП, на обогрев 1 м3 требуется 100 Вт тепла. Следовательно, 50 м3 потребуют 5000 Вт. Если биметаллический прибор на 8 секций выделяет 120 Вт, то с помощью простого калькулятора считаем: 5000 : 120 = 41,6. После округления в большую сторону, получаем 42 радиатора.

Однако в частном доме температура регулируется самостоятельно. Считается, что одна батарея выделяет 150 Вт тепла. Пересчитываем и получаем 5000 : 150 = 33,3. То есть понадобится 34 радиатора.

Можно воспользоваться примерной формулой расчета секций радиатора:

N*= S/P *100

Значок (*) показывает, что дробная часть округляется по общим математическим правилам, N – количество секций, S – площадь комнаты в м2, а P – теплоотдача 1 секции в Вт.

Пример, как рассчитать отопление в частном доме при помощи онлайн-калькулятора в этом видео:

Это может быть интересно! В статье по следующей ссылке читайте про систему отопления двухэтажного дома.

Заключение

Монтаж и расчет отопительной системы в частном доме – это главная составляющая условий комфортного проживания в нем. Поэтому к расчету отопления в частном доме следует подойти с особой тщательностью, учитывая множество сопутствующих нюансов и факторов.

Калькулятор поможет если нужно быстро и усреднённо сравнить между собой различные технологии строительства. В других случаях лучше обратиться к специалисту, который грамотно проведет расчеты, правильно обработает результаты и учтет все погрешности.

С этой задачей не справится ни одна программа, потому что в нее заложены только общие формулы, а калькуляторы отопления частного дома и таблицы, предлагаемые в интернете, служат лишь для облегчения расчетов и не могут гарантировать точности. Для точных правильных расчетов стоит доверить эту работу специалистам, которые смогут учесть все пожелания, возможности и технические показатели выбранных материалов и приборов.

Прочитать позже

Отправим материал на почту

• Автор статьи
• Специалист по внутренним коммуникациям, объектов жилого фонда
• Дмитрий Никитин

Расчет системы отопления частного дома: формулы, справочные

11-04-2017
Отопление

Какие конкретно параметры нуждаются в расчете при проектировании автономной системы отопления? Как выполняется расчет системы отопления частного дома в каждом конкретном случае? В статье мы предоставим в распоряжение читателя все нужные формулы, справочные данные и сопроводим расчеты примерами.

Что считаем

Из каких этапов состоит расчет системы отопления для частного дома?

Что именно нам предстоит считать?

• Суммарную потребность в тепле и соответствующую ей мощность отопительного котла.
• Потребность в тепловой энергии отдельного помещения и мощность отопительного прибора в нем.

Читайте также:  Соль для посудомоечной машины: для чего нужна, рейтинг, как применять

Увидьте: нам предстоит затронуть и способы определения тепловой мощности для различных отопительных устройств.

• Количество расширительного бака.
• Параметры циркуляционного насоса.

В этом порядке и двинемся дальше.

Тепловая мощность

Грубо оценить потребность дома в тепле возможно двумя методами:

Расчет по площади

Эта методика предельно несложна и основана на СНиП полувековой давности: на 10 квадратных метров площади берется один киловатт тепловой мощности. Так, дом неспециализированной площадью 100 м2 возможно обогреть 10-киловаттным котлом.

Схема хороша тем, что не требует лезть в дебри и высчитывать тепловое сопротивление ограждающих конструкций. Но, как каждая упрощенная схема расчетов, она дает очень приблизительный итог.

Обстоятельств пара:

• Котел прогревает целый количество воздуха в помещении, который зависит не только от площади дома, но и от высоты потолков. А данный параметр в частном домостроении может варьироваться в широчайших пределах.
• Окна и двери теряют значительно больше тепла на единицу площади, чем стенки. Хотя бы вследствие того что куда более прозрачны для инфракрасного излучения.
• Климатическая территория также сильно воздействует на теплопотери через ограждающие конструкции. Повышение дельты температур между улицей и помещением в два раза потянет за собой двукратное повышение затрат на отопление.

Расчет по объему с региональными коэффициентами

Как раз в силу перечисленных обстоятельств лучше применять ненамного более сложную, но дающую куда более надежный итог схему расчетов.

За базовое значение принимаются 60 ватт тепла на кубометр объема отапливаемого помещения.

На каждое окно в наружной стенке к расчетной тепловой мощности добавляется 100 ватт, на каждую дверь — 200.

Полученный итог умножается на региональный коэффициент:

Климатическая территория	Коэффициент
Краснодарский край, Крым	0,7 — 0,9
Столичная, Ленинградская области	1,2 — 1,3
Иркутский, Хабаровский край	1,5 — 1,6
Якутия, Чукотка	2,0

Давайте как пример заберём тот самый дом площадью в 100 квадратных метров.

Но сейчас мы оговорим последовательность дополнительных условий:

• Высота его потолков — 3,5 метра.
• Дом имеет 10 двери и 2 окон в наружных стенках.
• Он находится в городе Верхоянске (средняя температура января 45,4 С, полный минимум — 67,6 С).

Итак, выполним расчет отопления частного дома для этих условий.

Внутренний количество отапливаемого помещения равен 100*3,5=350 м3.

Базовое значение тепловой мощности будет равным 350*60=21000 Вт.

Окна и двери усугубляют обстановку: 21000+(100*10)+(200*2)=22400 ватт.

Наконец, освежающий климат Верхоянска вынудит нас расширить и без того громадную тепловую мощность отопления еще в два раза: 22400*2=44800 ватт.

Как несложно подметить, отличие с результатом, взятым по первой методике — больше четырехкратной.

Отопительные устройства

• Как вычислить отопление в частном доме для отдельных помещений и подобрать соответствующие данной мощности отопительные устройства?
• Сама методика расчета потребности в тепле для отдельной помещения всецело аналогична вышеприведенной.
• К примеру, для помещения площадью 12 м2с двумя окнами в обрисованном нами доме расчет будет иметь таковой вид:

Количество помещения равен 12*3,5=42 м3.

Базовая тепловая мощность будет равной 42*60=2520 ватт.

Два окна добавят к ней еще 200. 2520+200=2720.

Региональный коэффициент увеличит потребность в тепле в два раза. 2720*2=5440 ватт.

Как пересчитать полученное значение в количество секций радиатора? Как подобрать тип и количество отопительных конвекторов?

• Производители постоянно указывают тепловую мощность для конвекторов, пластинчатых радиаторов и т.д. в сопроводительной документации.

• Для секционных радиаторов нужную информацию в большинстве случаев возможно обнаружить сайтах производителей и дилеров. Там же часто возможно найти калькулятор для пересчета киловатт в секции.
• Наконец, если вы используете секционные радиаторы малоизвестного происхождения, при их стандартном размере в 500 миллиметров по осям ниппелей возможно ориентироваться на следующие усредненные значения:

Тип секции	Тепловая мощность на одну секцию, ватты
Чугунная с внутренним оребрением	160
Чугунная без внутреннего оребрения	140
Биметаллическая	180
Алюминиевая	200

В автономной отопительной системе с ее умеренными и предсказуемыми параметрами теплоносителя значительно чаще употребляются алюминиевые радиаторы. Их разумная цена весьма приятным образом сочетается с пристойным высокой теплоотдачей и внешним видом.

В нашем случае алюминиевых секций мощностью 200 ватт потребуется 5440/200=27 (с округлением).

Как неизменно, имеется пара тонкостей.

• При боковом подключении многосекционного радиатора температура последних секций куда ниже, чем первых; соответственно, падает тепловой поток от отопительного прибора. Решить проблему окажет помощь несложная инструкция: подключайте радиаторы по схеме «снизу вниз».
• Производители показывают тепловую мощность для дельты температур между помещением и теплоносителем в 70 градусов (к примеру, 90/20С). При ее понижении тепловой поток будет падать.

Особенный случай

Часто в качестве отопительных устройств в частных зданиях употребляются самодельные металлические регистры.

Обратите внимание: они завлекают не только низкой себестоимостью, но и необыкновенной прочностью на разрыв, что весьма кстати при подключении дома к теплотрассе. В автономной системе отопления их привлекательность сводится на нет непритязательным невысокой теплоотдачей и внешним видом на единицу объема отопительного прибора.

Однако: как оценить тепловую мощность регистра известного размера?

Для одиночной горизонтальной круглой трубы она вычисляется по формуле вида Q = Pi*Dн *L * k * Dt, в которой:

• Q — тепловой поток;
• Pi — число «пи», принимаемое равным 3,1415;
• Dн — наружный диаметр трубы в метрах;
• L — ее протяженность (также в метрах);
• k — коэффициент теплопроводности, который берется равным 11,63 Вт/м2*С;
• Dt — дельта температур, отличие между воздухом и теплоносителем в помещении.

В многосекционном горизонтальном регистре теплоотдача всех секций, не считая первой, умножается на 0,9, потому, что они отдают тепло восходящему потоку нагретого первой секцией воздуха.

Давайте вычислим теплоотдачу четырехсекционного регистра с диаметром секции 159 мм и длиной 2,5 метра при температуре теплоносителя 80 С и температуре воздуха в помещении 18 С.

Теплоотдача первой секции равна 3,1415*0,159*2,5*11,63*(80-18)=900 ватт.

Теплоотдача каждой из остальных трех секций равна 900*0,9=810 ватт.

Суммарная тепловая мощность отопительного прибора — 900+(810*3)=3330 ватт.

Расширительный бак

И в этом случае имеется две методики расчета — несложная и правильная.

Несложная схема

Несложной расчет несложен донельзя: количество расширительного бака берется равным 1/10 объема теплоносителя в контуре.

Откуда забрать значение объема теплоносителя?

Вот пара несложных решений:

Заполните контур водой, стравите воздушное пространство, а позже слейте всю воду через сбросник в любую мерную посуду.

Помимо этого, грубо количество сбалансированной системы возможно вычислить из расчета 15 литров теплоносителя на киловатт мощности котла. Так, при котла мощностью 45 КВт в системе будет приблизительно 45*15=675 литров теплоносителя.

Значит, в этом случае разумным минимумом будет расширительный бак для системы отопления в 80 литров (с округлением в громадную сторону до стандартного значения).

Правильная схема

Более совершенно верно возможно своими руками вычислить количество расширительного бака по формуле V = (Vt х E)/D, в которой:

• V — искомое значение в литрах.
• Vt — полный количество теплоносителя.
• E — коэффициент расширения теплоносителя.
• D — коэффициент эффективности расширительного бака.

Разумеется, последние два параметра нуждаются в х.

Коэффициент расширения воды и бедных водно-гликолевых смесей возможно забрать по следующей таблице (при нагреве с исходной температуры в +10 С):

Нагрев, С	Расширение, %
30	0,75
40	1,18
50	1,68
60	2,25
70	2,89
80	3,58
90	4,34
100	5,16

Коэффициент эффективности бачка возможно вычислить по формуле D = (Pv — Ps) / (Pv + 1), в которой:

• Pv — большое давление в контуре (давление срабатывания предохранительного клапана).

Подсказка: в большинстве случаев оно берется равным 2,5 кгс/см2.

• Ps- статическое давление контура (оно же — давление зарядки бака). Оно рассчитывается как 1/10 часть перепада в метрах между верхней расположения точкой и уровнем бака контура (избыточное давление в 1 кгс/см2 поднимает водяной столб на 10 метров). Давление, равное Ps, создается в воздушной камере бака перед заполнением системы.

Давайте как пример подсчитаем требования к бачку для следующих условий:

• Перепад высоты между верхней точкой и баком контура равен 5 метрам.
• Мощность отопительного котла в доме равна 36 КВт.
• Большой нагрев воды равен 80 градусам (с 10 до 90С).

Итак:

Коэффициент эффективности бака будет равным (2,5-0,5)/(2,5+1)=0,57.

Количество теплоносителя из расчета 15 литров на киловатт равен 15*36=540 литров.

Коэффициент расширения воды при нагреве на 80 градусов равен 3,58%, либо 0,0358.

Так, минимальный количество бака равен (540*0,0358)/0,57=34 литра.

Циркуляционный насос

• Как подобрать оптимальные параметры циркуляционного насоса для системы отопления?
• Для нас серьёзны два параметра: создаваемый насосом его производительность и напор.
• С напором все не просто, а весьма легко: контур любой разумной для частного дома протяженности потребует напора не более минимальных для бюджетных устройств 2 метров.

Справка: перепад в 2 метра заставляет циркулировать систему отопления 40-квартирного дома.

Несложный метод подобрать производительность — умножить количество теплоносителя в системе на 3: контур обязан оборачиваться трижды за час. Так, в системе объемом 540 литров достаточно насоса производительностью 1,5 м3/час (с округлением).

Более точный расчет выполняется по формуле G=Q/(1,163*Dt), в которой:

• G — производительность в кубометрах в час.
• Q — мощность котла либо участка контура, где предстоит обеспечить циркуляцию, в киловаттах.
• 1,163 — коэффициент, привязанный к средней теплоемкости воды.
• Dt — дельта температур между подачей и обраткой контура.

Подсказка: для автономной системы стандартные параметры — 70/50 С.

При пресловутой тепловой мощности котла в 36 КВт и дельте температур в 20 С производительность насоса должна быть равна 36/(1,163*20)=1,55 м3/ч.

Заключение

Сохраняем надежду, что предоставили в распоряжение читателя все нужные материалы. Дополнительную данные о том, как выполняется расчет отопления в частном доме, возможно отыскать в прикрепленном видео. Удач!

Читайте также:  Как перенести газовый счетчик: порядок действий и правила переноса расходомера

Упрощенная методика расчета системы отопления

Расчет отопления здания производится в соответствии с выбранным типом обогрева.

В частном доме он может отличаться по следующим признакам:

• источник тепла;
• тип нагревательных приборов;
• вид циркуляции теплоносителя и пр.

Самой распространенной является система водяного отопления с газовым котлом в качестве источника тепла.
Основными ее элементами являются трубопроводы, запорно-регулирующая арматура и радиаторы.

При устройстве отопления в частном доме она дополняется отопительным котлом, циркуляционным насосом и расширительным баком.

Мощность котла, диаметры труб, количество и характеристики радиаторов определяются расчетным путем.

Расчет системы отопления чрезвычайно важен. Ошибки и небрежности на этом этапе влекут затратные и утомительные переделки. Его вполне можно произвести самостоятельно.

Этапы расчета

Рассчитать параметры отопления дома необходимо в несколько этапов:

• расчет теплопотерь дома;
• подбор температурного режима;
• подбор отопительных радиаторов по мощности;
• гидравлический расчет системы;
• выбор котла.

Таблица поможет вам понять, какой мощности радиатор нужен для вашего помещения.

Расчет теплопотерь

Теплотехническая часть расчета выполняется на базе следующих исходных данных:

• удельная теплопроводность всех материалов, используемых при строительстве частного дома;
• геометрические размеры всех элементов здания.

Кроме вышеперечисленных исходных данных, необходимо знать внутренние размеры каждого помещения, климатический район строительства и определить расположение дома относительно сторон света.

• Тепловая нагрузка на отопительную систему в данном случае определяется по формуле:
  Мк = 1,2 х Тп, где
• Тп — суммарные теплопотери постройки;
• Мк — мощность котла;
• 1,2 — коэффициент запаса (20%).
• При индивидуальной застройке расчет отопления можно произвести по упрощенной методике: суммарную площадь помещений (включая коридоры и прочие нежилые помещения) умножить на удельную климатическую мощность, и полученное произведение разделить на 10.
• Значение удельной климатической мощности зависит от места строительства и равняется:

• для центральных районов России — 1,2 — 1,5 кВт;
• для юга страны — 0,7 — 0,9 кВт;
• для севера — 1,5 — 2,0 кВт.

Упрощенная методика позволяет рассчитать отопление, не прибегая к дорогостоящей помощи проектных организаций.

Прямо на нашем сайте: удобный онлайн калькулятор для расчета стоимости системы отопления!

Температурный режим и подбор радиаторов

Режим определяется исходя из температуры теплоносителя (чаще всего им является вода) на выходе из отопительного котла, воды, возвращенной в котел, а также температуры воздуха внутри помещений.

Оптимальным режимом, согласно европейским нормам, является соотношение 75/65/20.

Для подбора отопительных радиаторов до их монтажа следует предварительно рассчитать объем каждого помещения. Для каждого региона нашей страны установлено необходимое количество тепловой энергии на один кубометр помещения. Например, для европейской части страны этот показатель равен 40 Вт.

Для определения количества тепла для конкретного помещения, надо ее удельную величину умножить на кубатуру и полученный результат увеличить на 20% (умножить на 1,2). На основании полученной цифры рассчитывается необходимое количество отопительных приборов. Производитель указывает их мощность.

К примеру, каждое ребро стандартного алюминиевого радиатора имеет мощность 150 Вт (при температуре теплоносителя 70°С). Чтобы определить нужное количество радиаторов, надо величину необходимой тепловой энергии разделить на мощность одного отопительного элемента.

Гидравлический расчет

Для гидравлического расчета существуют специальные программы.

Одним из затратных этапов строительства является монтаж трубопровода. Гидравлический расчет системы отопления частного дома нужен для определения диаметров труб, объема расширительного бака и правильного подбора циркуляционного насоса. Результатом гидравлического расчета являются следующие параметры:

• Расход теплоносителя в целом;
• Потери напора теплового носителя в системе;
• Потери напора от насоса (котла) до каждого отопительного прибора.

Как определить расход теплоносителя? Для этого необходимо перемножить его удельную теплоемкость (для воды этот показатель равен 4,19 кДж/кг*град.С) и разность температур на выходе и входе, затем суммарную мощность системы отопления разделить на полученный результат.

Диаметр трубы подбирается исходя из следующего условия: скорость воды в трубопроводе не должна превышать 1,5 м/с. В противном случае система будет шуметь. Но есть и ограничение нижнего предела скорости — 0,25 м/с. Монтаж трубопровода требует оценки данных параметров.

Если этим условием пренебречь, то может произойти завоздушивание труб. При правильно подобранных сечениях для функционирования системы отопления бывает достаточно циркуляционного насоса, встроенного в котел.

Потери напора для каждого участка рассчитываются как произведение удельной потери на трение (указывается производителем труб) и длины участка трубопровода. В заводских характеристиках они также указываются для каждого фитинга.

Выбор котла и немного экономики

Котел выбирается в зависимости от степени доступности того или иного вида топлива. Если к дому подведен газ, нет смысла приобретать твердотопливный или электрический.

Если нужна организация горячего водоснабжения, то котел выбирают не по мощности отопления: в таких случаях выбирают монтаж двухконтурных устройств мощностью не менее 23 кВт.

При меньшей производительности они обеспечат лишь одну точку водоразбора.

Определение стоимости отопления

Расчет стоимости тепловой энергии зависит от того, какой источник тепла выбран домовладельцем. Если предпочтение отдано газовому котлу и дом газифицирован, то в общую сумму войдут цена отопительного устройства (примерно 1300 евро) и затраты на его подключение к газопроводу (около 1000 евро).

Далее следует добавить затраты на электроэнергию. Несмотря на то, что основным видом топлива в этом случае является газ, без электричества все равно не обойтись. Оно необходимо для обеспечения работы циркуляционного насоса и элементов автоматики. В среднем котел потребляет 100 Вт в период отопительного сезона и 20 Вт в теплое время года (на обеспечение горячего вдоснабжения).

Как сделать гидравлический расчет системы отопления

Нужно отметить, что инженерные расчеты систем водоснабжения и отопления никак нельзя назвать простыми, но без них обойтись невозможно, только очень опытный специалист-практик может нарисовать систему отопления «на глазок» и безошибочно подобрать диаметры труб.

Это если схема достаточно проста и предназначена для обогрева небольшого дома высотой 1 или 2 этажа. А когда речь идет о сложных двухтрубных системах, то рассчитывать их все равно придется. Эта статья для тех, кто решился самостоятельно выполнить расчет системы отопления частного дома.

Мы изложим методику несколько упрощенно, но так, чтобы получить максимально точные результаты.

Цель и ход выполнения расчета

Конечно, за результатами можно обратиться к специалистам либо воспользоваться онлайн-калькулятором, коих хватает на всяких интернет-ресурсах. Но первое стоит денег, а второе может дать некорректный результат и его все равно надо проверять.

Так что лучше набраться терпения и взяться за дело самому. Надо понимать, что практическая цель гидравлического расчета – это подбор проходных сечений труб и определение перепада давления во всей системе, чтобы верно выбрать циркуляционный насос.

Примечание. Давая рекомендации по выполнению вычислений подразумевается, что теплотехнические расчеты уже сделаны, и радиаторы подобраны по мощности. Если же нет, то придется идти старым путем: принимать тепловую мощность каждого радиатора по квадратуре помещения, но тогда точность расчета снизится.

Общая схема расчета выглядит таким образом:

• подготовка аксонометрической схемы: когда уже выполнен расчет отопительных приборов, то известна их мощность, ее надо нанести на чертеж возле каждого радиатора;
• определение расхода теплоносителя и диаметров трубопроводов;
• расчет сопротивления системы и подбор циркуляционного насоса;
• расчет объема воды в системе и вместительности расширительного бака.

Любой гидравлический расчет системы отопления начинается со схемы, нарисованной в 3 измерениях для наглядности (аксонометрия). На нее наносятся все известные данные, в качестве примера возьмем участок системы, изображенный на чертеже:

Определение расхода теплоносителя и диаметров труб

Вначале каждую отопительную ветвь надо разбить на участки, начиная с самого конца. Разбивка делается по расходу воды, а он изменяется от радиатора к радиатору.

Значит, после каждой батареи начинается новый участок, это показано на примере, что представлен выше.

Начинаем с 1-го участка и находим в нем массовый расход теплоносителя, ориентируясь на мощность последнего отопительного прибора:

G = 860q/ ∆t, где:

• G – расход теплоносителя, кг/ч;
• q – тепловая мощность радиатора на участке, кВт;
• Δt– разница температур в подающем и обратном трубопроводе, обычно берут 20 ºС.

• Для первого участка расчет теплоносителя выглядит так:
• 860 х 2 / 20 = 86 кг/ч.
• Полученный результат надо сразу нанести на схему, но для дальнейших расчетов он нам понадобится в других единицах – литрах в секунду. Чтобы сделать перевод, надо воспользоваться формулой:
• GV = G /3600ρ, где:

• GV – объемный расход воды, л/сек;
• ρ– плотность воды, при температуре 60 ºС равна 0.983 кг / литр.

Имеем: 86 / 3600 х 0,983 = 0.024 л/сек. Потребность в переводе единиц объясняется необходимостью использования специальных готовых таблиц для определения диаметра трубы в частном доме. Они есть в свободном доступе и называются «Таблицы Шевелева для гидравлических расчетов». Скачать их можно, перейдя по ссылке: http://dwg.ru/dnl/11875

В данных таблицах опубликованы значения диаметров стальных и пластмассовых труб в зависимости от расхода и скорости движения теплоносителя. Если открыть страницу 31, то в таблице 1 для стальных труб в первом столбце указаны расходы в л/сек. Чтобы не производить полный расчет труб для системы отопления частого дома, надо просто подобрать диаметр по расходу, как показано ниже на рисунке:

Примечание. В левом столбце под диаметром сразу же указывается скорость движения воды. Для систем отопления ее значение должно лежать в пределах 0.2—0.5 м/сек.

Итак, для нашего примера внутренний размер прохода должен составлять 10 мм. Но поскольку такие трубы не используются в отоплении, то смело принимаем трубопровод DN15 (15 мм). Проставляем его на схеме и переходим ко второму участку.

Так как следующий радиатор имеет такую же мощность, то применять формулы не нужно, берем предыдущий расход воды и умножаем его на 2 и получаем 0.048 л/сек. Снова обращаемся к таблице и находим в ней ближайшее подходящее значение.

При этом не забываем следить за скоростью течения воды v (м/сек), чтобы она не превышала указанные пределы (на рисунках отмечена в левом столбце красным кружочком):

Важно. Для систем отопления с естественной циркуляцией скорость движения теплоносителя должна составлять 0.1—0.2 м/сек.

Как видно на рисунке, участок №2 тоже прокладывается трубой DN15. Далее, по первой формуле находим расход на участке №3:

Читайте также:  Русская печь с варочной плитой: порядовки и схемы, кладка своими руками

860 х 1,5 / 20 = 65 кг/ч и переводим его в другие единицы:

65 / 3600 х 0,983 = 0.018 л/сек.

Прибавив его к сумме расходов двух предыдущих участков, получаем: 0.048 + 0.018 = 0.066 л/сек и вновь обращаемся к таблице. Поскольку у нас в примере делается не расчет гравитационной системы, а напорной, то по скорости теплоносителя труба DN15 подойдет и на этот раз:

Идя таким путем, просчитываем все участки и наносим все данные на нашу аксонометрическую схему:

Расчет циркуляционного насоса

Подбор и расчет насоса заключается в том, чтобы выяснить потери давления теплоносителя, протекающего по всей сети трубопроводов. Результатом станет цифра, показывающая, какое давление следует развивать циркуляционному насосу, чтобы «продавить» воду по системе. Это давление вычисляют по формуле:

P = Rl + Z, где:

• Р – потери давления в сети трубопроводов, Па;
• R – удельное сопротивление трению, Па/м;
• l – длина трубы на одном участке, м;
• Z – потеря давления в местных сопротивлениях, Па.

Примечание. Двух – и однотрубная система отопления рассчитываются одинаково, по длине трубы во всех ветвях, а в первом случае — прямой и обратной магистрали.

Данный расчет достаточно громоздкий и сложный, в то время как значение Rl для каждого участка можно легко найти по тем же таблицам Шевелева. В примере синим кружочком отмечены значения 1000i на каждом участке, его надо только пересчитать по длине трубы. Возьмем первый участок из примера, его протяженность 5 м. Тогда сопротивление трению будет:

Rl = 26.6 / 1000 х 5 = 0.13 Бар.

Так же производим просчет всех участков попутной системы отопления, а потом результаты суммируем. Остается узнать значение Z, перепад давления в местных сопротивлениях.

Для котла и радиаторов эти цифры указаны в паспорте на изделие. На все прочие сопротивления мы советуем взять 20% от общих потерь на трение Rl и все эти показатели просуммировать.

Полученное значение умножаем на коэффициент запаса 1.3, это и будет необходимый напор насоса.

Следует знать, что производительность насоса – это не емкость системы отопления, а общий расход воды по всем ветвям и стоякам. Пример его расчета представлен в предыдущем разделе, только для подбора перекачивающего агрегата нужно тоже предусмотреть запас не менее 20%.

Расчет расширительного бака

Чтобы произвести расчет расширительного бака для закрытой системы отопления, необходимо выяснить, насколько увеличивается объем жидкости при ее нагреве от комнатной температуры +20 ºС до рабочей, находящейся в пределах 50—80 ºС. Эта задача тоже не из простых, но ее можно решить другим способом.

Вполне корректным считается принимать объем бака в размере десятой части от всего количества воды в системе, включая радиаторы и водяную рубашку котла. Поэтому снова открываем паспорта оборудования и находим в них вместительность 1 секции батареи и котлового бака.

Далее, расчет объема теплоносителя в системе отопления выполняется по простой схеме: вычисляется площадь поперечного сечения трубы каждого диаметра и умножается на ее длину.

Полученные значения суммируются, к ним прибавляются паспортные данные, а потом от результата берется десятая часть.

То есть, если во всей системе 150 л воды, то вместительность расширительного бака должна составлять 15 л.

Заключение

Многие, прочитав данную статью, могут отказаться от намерения считать гидравлику самостоятельно ввиду явной сложности процесса. Рекомендация для них – обратиться к специалисту-практику.

Те же, кто проявил желание и уже сделал расчет тепловой мощности отопления на здание, наверняка справятся и с этой задачей. Но готовую схему с результатами все равно стоит показать опытному монтажнику для проверки.

Расчет отопления частного дома

26279 просмотров

Обустройство жилья отопительной системой – главная составляющая создания в доме комфортных температурных условий проживания в нем. В обвязку теплового контура входят много элементов, поэтому важно уделить внимание каждому из них.

Не менее важно грамотно выполнить расчет отопления частного дома, от которого во многом зависит эффективность работы теплового блока, равно как и его экономичность.

А как рассчитать систему отопления по всем правилам, вы узнаете из этой статьи.

Из чего складывается нагревательный узел?

Многие из нас привыкли считать, что в отопительную систему входят только нагревательный котел и теплообменники, которые связаны между собой посредством трубопровода. Однако, в обвязку входят еще и другие элементы:

• насосная установка;
• приборы для управления и контроля работы установки;
• теплоноситель;
• расширительный бак (при необходимости).

Чтобы правильно выполнить расчёт отопления дома, следует, в первую очередь, определиться с производительность нагревательного котла. Кроме этого, нужно рассчитать количество батарей отопления в частном доме в отдельно взятой комнате

Подбор нагревательного элемента

Котлы условно делятся на несколько групп в зависимости от типа используемого топлива:

• электрический;
• жидкотопливный;
• газовый;
• твердотопливный;
• комбинированный.

Выбор нагревателя напрямую зависит от доступности и дешевизны топливных ресурсов.

Среди всех предложенных моделей, наибольшей популярностью обладают аппараты, функционирующие на газе. Именно этот вид топлива является сравнительно выгодным и доступным.

Кроме этого, оборудование подобного плана не требует особых знаний и навыков для его обслуживания, а КПД таких узлов довольно высокий, чем не могут похвастаться другие идентичные по функциональности агрегаты.

Но вместе с тем газовые котлы уместны лишь в том случае, если ваш дом подключен к центрованной газовой магистрали.

Определение мощности котла

Перед тем, как рассчитать отопление, нужно определить пропускную способность нагревателя, поскольку именно от этого показателя зависит эффективность функционирования тепловой установки. Так, сверхмощный агрегат будет потреблять много топливных ресурсов, тогда как маломощный аппарат не сможет в полной мере обеспечить качественного обогрева помещения. Именно по этой причине расчёт системы отопления – это важный и ответственный процесс.

Можно не вдаваться в сложные формулы вычисления производительности котла, а попросту воспользоваться предложенной ниже таблицей. В ней указана площадь обогреваемого сооружения и мощность нагревателя, который сможет создать в нем полноценные температурные условия для проживания.

Общая площадь жилья, нуждающегося в обогреве, м2	Необходимая производительность нагревательного элемента, кВт
60-200	Не выше 25
200-300	25-35
300-600	35-60
600-1200	60-100

С этой статьей читают: Как рассчитать мощность котла

Расчет количества и объема теплообменников

Современные радиаторы изготавливаются из трех видов металла: чугун, алюминий и биметаллический сплав.

Первые два варианта имеют равновеликий показатель теплоотдачи, но вместе с тем, прогретые чугунные батареи остывают медленнее теплообменников, изготовленных из алюминия.

Биметаллические радиаторы имеют высокую теплоотдачу, и сравнительно медленно остывают. Поэтому в последнее время люди все чаще отдают свое предпочтение именно таким видам обогревательных приборов.

От чего зависит количество радиаторов

Существует перечень нюансов, которые должны учитываться при расчете количества радиаторов отопления в частном доме:

• температурные условия в угловой комнате ниже, чем в остальных других, поскольку у нее две стены контактируют с улицей;
• при высоте потолков более чем 3 метра, для расчета мощности теплоносителя нужно брать не площадь помещения, а его объем;
• теплоизоляция стеновых перекрытий и напольной поверхности позволит сохранить до 35% теплоэнергии;
• чем ниже температура воздуха на улице в холодное время года, тем больше радиаторов должно быть в сооружении и, соответственно, чем ниже она – тем меньше по количеству теплообменников можно размещать в здании;
• современное остекление металопластиковыми окнами позволит сократить теплопотери на 15%;
• одноконтурные обвязки выполняются посредством радиаторов, размер которых не превышает 10 секций;
• при перемещении теплоносителя сверху вниз по магистрали, удается увеличить его производительность на 20%.

Формула и пример расчета

Согласно данным СНиП, для обогрева 1 квадрата необходимо затратить 100 Вт тепла, соответственно, чтобы отопить помещение площадью 20 кв.м нужно затратить 2000 Вт. Для расчета радиаторов отопления по площади понадобится только калькулятор. Итак, один биметаллический теплообменник с 8-ю секциями выдает примерно 120 Вт. По конечному счету у нас получается:  2000 / 120 = 17 секций.

Расчёт радиаторов отопления частного дома выглядит несколько иначе. Поскольку в этом случае мы самостоятельно регулируем температуру теплоносителя, принято считать, что одна батарея способна выдавать до 150 Вт.  Пересчитаем нашу задачу: 2000 / 150 = 13,3.  

Округляем в большую сторону и получаем 14 секций. Такое количество теплообменников нам понадобится, чтобы выполнить обвязку теплового контура в помещении площадью 20 кв.м.

Что же касается непосредственно размещения радиаторов, то их рекомендуется располагать непосредственно по разным стенам помещения.

Специалисты рекомендуют размещать большую часть батарей под подоконником, что позволит исключить проникновение холодного воздух через окна.

Трубопроводная отопительная система

Монтаж теплового контура осуществляется с применением труб, сделанных из таких материалов:

• полипропилен;
• металлопластик;
• медь;
• сталь;
• нержавейка.

Каждый из этих вариантов обладает своими преимуществами и недостатками. Наиболее предпочтительный вариант для обвязки отопительной системы является трубопровод, выполненный из металлопластика. Его стоимость сравнительно невысокая, а срок эксплуатации (при условии правильного монтажа) колеблется в рамках от 45 до 60 лет.

Монтаж отопительных приборов

Установка подобного оборудования выполняется согласно требованиям СНиП. Хотелось бы выделить наиболее важные моменты, которые необходимо в обязательном порядке учитывать при монтаже нагревательной техники:

Величина зазора между нижней частью прибора и напольной поверхность должна составлять как минимум 6 см. Это не только обеспечит возможность уборки под оборудованием, но и предотвратить вероятность проникновения тепловой энергии в напольную поверхность.

Величина зазора между верхней точкой нагревателя и подоконником не должна быть меньше 5 см. Благодаря этому вы сможете беспрепятственно демонтировать теплообменник, не задевая подоконник.

При использовании радиаторов с ребрами, крайне важно следить за тем, чтобы они располагались исключительно в вертикальном положении.

Центральная точка обогревательного прибора должна совпадать с центром оконной рамы. В этомслучае батарея будет выступать в качестве тепловой завесы, препятствуя проникновению холодных воздушных масс через стеклопакеты в помещение.

Обвязка будет эффективнее работать, если установить все радиаторы на одинаковом уровне.

• Придерживаясь вышеуказанных рекомендаций, вы сможете реализовать в своем доме качественный обогрев.
• ВИДЕО: Котлы отопления — какой котел выбрать